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浅论低压TN—S系统中PE线和N线不正确使用的危害

2014-08-06樊洪发

中国科技博览 2014年28期
关键词:腐蚀电流工频

[摘 要]TN-S系统最适合对建筑物内的设备供电,是现在工业使用最多的一种供电方式。因系统中PE线和N线的连接方式独特,操作人员为一时便利有意或无意的没有正确使用PE线和N线,这都给系统供电和设备运行带来了安全隐患,本文根据实践中常出现的几种不规范操作行为,分析其危害,规范其操作行为。

[关键词]短路电流 腐蚀电流 散杂电流 工频 总等电位 传导故障电压

中图分类号:TD422/672 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)28-0014-02

引言

三相四线制TN-S供电系统因保护开关的选用较为简单,又可对负载提供相电压,当系统内发生漏电时由于变压器中性点直接接地,中性点不会发生漂移,使非故障相对地电压不会升高,所以被广泛使用,特别适合在建筑物内供电,是我国工业使用最多的一种供电方式。在实践工作中由于行为的不负责和认识上不足,没能正确的使用PE线和N线,这给供电安全带来了隐患同时增加了电气故障的发生频率。现对实践中错误使用N线和PE线的操作行为进行分析讨论。

一、错误的使用N线和PE线

TN-S供电系统接线如图a ,以图a所示PE线和N线是分开的,PE线是保护线,故障时通过短路电流,可无限的重复接地。N线只通过三相不平衡电流以及给单相负载提供相电压,N线属工作线称工作中性线。在一个系统中N线不允许重复接地。但在实践中PE线和N线不规范使用,对系统供电的可靠性和安全性产生了很大的影响。实践中错误的操作行为如下:

1、把PE线当N线使用

在TN-S供电系统中所有电气设备金属外壳和金属电缆桥架以及屏蔽电缆的屏蔽层均与PE线直接连接。在使用相电压时将PE线当做N线使用以获得相电压,这种操作行为会对整个系统的供电和用电负载自身造成影响,具体如下:

(1)PE线是保护线,是不允许有电流的,当把PE线当做N线使用时PE线上将有电流和电压,这将对PE线进行电流腐蚀。

(2)当PE线中有电流时,因PE线可无限的重复接地,PE线中的的电流为了回到电源,因电流所经过路径电阻大小不等,会在PE线之外形成散杂电流或主电流,这些电流将对所通过设备或管路的金属部分进行电腐蚀,并使设备或管路携带电流和电压。

(3)电子设备和通信设备通过与PE线的连接,能破坏或影响这些设备的正常运行。

(4)使系统PE线电位升高,PE线大于零电位。

2、把N线当PE线使用

有的工作人员认为TN-S供电系统中的PE线是保护中性线,PE线和N线没有什么差别可以相互代替使用,故将电气设备的金属外壳直接与工作N线连接,连接完成后即认为已对电气设备实现了PE保护,这种操作行为是不正确的。主要危害如下:

(1)PE线是保护线N线是工作中性线,N线工作时通过三相不平衡电流,对地有电压。若把N线当成PE线接在设备外壳上,将是设备对地存在电压。

(2)设备金属外壳一般都与地电位直接联接,N线接在设备外壳上即形成了N线重复接地。这种接地不是电气保护接地,阻值一般较高。

(3)当接在设备外壳上的N线断开时即相当于工作中性线断开,如单相负载的继续通电,断开的N线将对地存在相电压。

3、将N线和PE线混用

将N线和PE线在某一段分开使用,又在另一段N线和PE线合用,再在另一段又分开使用,随意的时分时合的使用N线和PE线,这种操作行为即为混用。混用在TN-S供电系统中的危害如下:

(1)N线断开后逆电源方向的单相设备不能正常工作,设备金属外壳经与N线连接对地存在电位差。

(2)PE线断开后即形成TT系统,漏电时电流小断路器不一定会动作。

(3)因PE接地线和N线的连接,系统正常运行时在地下形成散杂电流。

(4)PE线和N线的使用混乱,不符合TT系统和TN系统中的任何一种,在选择保护开关时势必混乱,漏电时开关不能切断电源或误动是必然。

4、将N线断开接地

这种行为多数是操作者图一时便捷有意的将单相负荷的N线直接接地,这种接线方式在有漏电保护电路中和对电压要求高的负荷中是很难实现运行的。一般能在没安装漏电保护的电阻性负荷中运行。他的危害主要是:

(1)N线电流回到电源需经接地电阻和低电阻,相当于在负载中串入两个电阻?依据分压定律负载两端的电压将下降。

(2)电子设备、电气仪表、通讯线路一般都有接地,电流在通过这些接地装置时,使这些接地装置不再是0电位,从而影响电子设备、电气仪表、通讯线路正常运行。

(3)腐蚀电流所经过的金属管路和设备金属部分。

(4)由于经过RCD(漏电保护器)电流失去平衡,能使RCD动作。

5、将PE线断开接地

在TN-S供电系统中将PE线断开接地,即相当于在只有导线电阻的PE线中串一地电阻,如果地电阻大到一定程度,系统中发生漏电时电路中的断路器不会动作。通过PE线与接地极连接的电气设备金属外壳将长期存在接近相线的电压。所以在TN-S供电系统中PE线不能断开。

二、TT、TN系统的理论分析和N线与PE线的规范使用。

以上是实践中不规范的操作行为,对三相四线供电系统没有充足的认识,也是导致不规范操作行为的主要原因,现对我国工业常用的低压供电系统做一介绍,着重分析三相四线制TN-S供电系统,以规范PE线和N线的正确使用。

1、电力系统中性点运行方式

我国电力变压器的中性点有三种运行方式:中性点不接地、中性点经阻抗接地、中性点直接接地。在中性点不接地系统中发生单相接地故障时,电流为其他两相对地电容电流之和。在中性点经阻抗接地系统中如果采用消弧线圈接地,由于消弧线圈产生的电感电流与接地电流相差180度时间角,可相互补偿 ,故障点的电流可补偿到不能引发电弧。这两种系统中的单相接地故障电流均比负荷电流小很多,称为小电流接地系统。在中性点直接接地系统中,因中性点直接接地和引出有中性线,系统中发生单相接地故障时,接地电流很大,可达负荷电流的许多倍。这种系统称为大电流接地系统。TT系统和TN系统均属于大电流接地系统,在这两个系统中都设有保护接地PE线。但TT系统和TN系统中的PE线有着不同的特点:endprint

TT系统

TT系统第一个符号T表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T表示负载设备金属导电部分与大地直接连接,与系统如何接地无关。该系统PE线可直接接地,系统中的N不允许重复接地。

电气设备的金属外壳带电(漏电)时,故障电流经保护接地PE线和和地电阻,所以短路电流较小,电路中的断路器(自动开关)和熔断器不一定动作。需使用漏电保护器弥补。

TT系统适用于接地保护很分散的地方。但接地装置耗材多费工时。一般用在户外供电。

TN系统

TN-S系统第一个符号T表示电力系统中性点直接接地;第二个字母N表示电气装置的外露导电部分通过与接地的电源中性点的连接而接地。系统中的接地线是通过一专用PE接地线连接在一起的。该系统中的N不允许重复接地。PE线可无限的重复接地。PE线阻抗小能将漏电电流上升为短路电流,这个电流很大,是TT 系统的5.3 倍,一旦设备出现外壳带电,熔断器的熔丝会熔断,低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸,使故障设备断电。

TN系统因使用N线和PE线的不同可以再分为为三类,但同属于三相四线制TN系统供电。

2、PE线的功能

接地是一个复杂的问题,它关系到人身和财产的安全,以及电气装置和设备功能的正常发挥,在TT系统和TN系统中均有接地,接地有两个含义:一是电气回路导体或电气设备外壳与大地的连接,另一部分是指需要接地的部分不与大地连接,而与某一导体电位作为参考电位。接地按功能又有低频和高频之分,工频属低频,在这里只讨论低频和与大地连接的接地。

系统接地的作用是使系统取得大地电位为参考电位,在系统发生一相漏电时及构成短路,不会使其他两相对地电压有相电压升高为线电压,从而降低系统对地的绝缘水平。当有高压电串入具有系统接地的低压电路时,高压电流可通过低压系统的接地返回电源,使高压继电器保护动作。

保护接地是电气装置外露导体与地电位联接的一种保护方式。在发生漏电时设备外壳对地带相电压,人体接触故障设备导电外壳时有很大危险,有保护接地后人体接触的电压仅为相电压的一部分。漏电电流可通过保护接地提供的通路返回电源,使保护器动作切断电源。PE线就是保护接地的一部分。

3、TN系统的分类

TN系统按N线和PE线在全系统中组合方式的不同分为三种:N线和PE线合一的称为TN-C系统;N线和PE线分开的称为TN-S系统;在全系统内仅在电气装置电源进线点前N线和PE线是合一的,电源进线点后即分为两根线的称为TN-C-S系统。PE线和N线合一的称为PEN线。

(1)TN-C系统

TN-C系统的PEN线兼起PE线和N线的作用,可以节省一根导线,比较经济,但以电气安全来衡量这一系统存在以下问题:

1)单相回路中当PEN线中断或导电不良时,设备金属外壳对地将带相电压,人身触击时危险性很大。

2)发生单相漏电时PEN线上通过的相线电流和故障电流在通过RCD的零序电流互感器铁芯时相互抵消,而是RCD拒动。

3)进行电气维修时,因PEN线中含有PE线而不允许被断开,所以不能用四级开关隔断中性线上可能出现的传导故障电压。

4)PEN线因通过中性线电流而产生电压降,从而使所接设备的金属外壳对地带电位,此电位可对信息技术设备产生干扰。

(2)TN-S系统

在整个TN-S系统内PE线和N线被分为两根,PE线除微量对地泄漏电流外平时不带电流,只在发生漏电故障时通过故障电流。PE线和N线在电源端相连接并且共用一个接地极。在系统内发生漏电时PE线电阻值以毫安计其阻值小,通过的是短路电流。

在系统正常运行中的PE线不允许断开,否则系统处于无接地保护状态。因此系统内的PE线只要有可能就可无限的重复接地。进行了重复接地的TN S系统具有双重保护功能:即PE断线后TN―S系统供电随机转变成TT系统供电,其系统内漏电电流比TN―S系统要小。系统中的工作中性线N不允许重复接地,这是因为:N线接地后PE线与N线在重复接地处相接,重复接地点与配电变压器工作接地点之间的接线已无PE线和N线的区别,原由N线承担的中性线电流变为由N线和PE线共同承担,并有部分电流通过重复接地点分流。这样可以认为重复接地点前侧已不存在PE线,只有由原PE线及N线并联共同组成的PEN线,原TN-S系统所具有的优点将丧失,所以不能将PE线和N线共同接地。即在TN-S系统中N线除电源中性点外,不应重复接地。TN-S系统的优点如下:

1)N线是工作中性线,正常运行时只通三相不平衡电流,对地有电压。PE线是保护线,任何情况下不许断开,也不许进入RCD,但工作中性线N可以断开也可以进入RCD。

2)TN-S系统具有双重保护功能:当PE断开TN―S系统随机转变为TT系统的PE保护方式。

3)TN-S系统中性线N不得有重复接地,否则不仅能产生散杂电流,还能使通过RCD的两线电流失去平衡,当差值达到漏电保护器电流整定值时,RCD就会动作。

4)可以在TN-S系统内局部建立TT系统,

5)PE线与地连接不通过工作电流,电位接近地电位。因此不会干扰信息技术设备,也不会对地打火,比较安全。

6)建筑物内的设备可以通过专用PE线接地,并且在建筑物内容易实现总等电位联接,所以TN-S系统适合在建筑物内供电。

(3) TN-C-S系统

TN-C-S系统中的C表示合,S表示分,即表示该系统仅在电气装置电源进线前N线和PE线是合一的,称为PEN线,电源在电气装置进线后即分为两根线(N线和PE线)。其系统的供电特征是:

1)系统电源到电气装置之间节省了一根专用的PE线。

2)PEN线上的电压降使电气装置对地电压升高△PEN 但是电气装置内有总等电位的连接,且在电源进线点后PE线即和N线分开,PE线不会产生电压降。但整个电气装置对地电位都会升高一△PEN ,升高一△PEN 后系统内电气设备金属外壳不会出现对地电位。

3)PE线与N线的电位差较小,所以TN-C-S系统对信息技术干扰较小。

4)在电源进线处PEN线必须先接PE母线排后接N线排,这是因为PE母排与N母线的联接板导电不良或断开后,设备停止工作,可及时发现故障修复,否则不易发现故障,但设备PE线已失去与PEN线的连接。

结论

以上不正确的操作行为均是对TN-S供电系统特性没有充分的认识造成的,从而导致操作行为不规范以及事故的发生。分析得出结论:①TN-S供电系统中PE线和N线只能在电源处相互连接共用一个接地极,在其余整个供电系统中PE线可无限的重复接地,N线不允许重复接地,②TN-S供电系统正常运行时PE线和N线不能相互替换和混用,PE线更不能断开;③TN-S供电系统在PE线重复接地后具有两种PE线保护功能,正常运行时是TN-S供电系统,PE线断开后是TT供电系统;③TN-S供电系统中可以部分实现TT供电系统,但必须安装漏电保护装置,否则断路器有可能不动作。

参考文献

[1] 低压电气装置的设计安装和检验:中国电力出版社

[2] 工矿企业供电:中国矿业大学出版社

[3] 工厂供电技术:天津大学出版社

作者简介

樊洪发(1978—)男,洛阳市宜阳县人,高级技师,毕业于河南省理工大学, 现在河南能源化工集团永煤公司城郊煤矿从事机电设备管理工作。endprint

TT系统

TT系统第一个符号T表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T表示负载设备金属导电部分与大地直接连接,与系统如何接地无关。该系统PE线可直接接地,系统中的N不允许重复接地。

电气设备的金属外壳带电(漏电)时,故障电流经保护接地PE线和和地电阻,所以短路电流较小,电路中的断路器(自动开关)和熔断器不一定动作。需使用漏电保护器弥补。

TT系统适用于接地保护很分散的地方。但接地装置耗材多费工时。一般用在户外供电。

TN系统

TN-S系统第一个符号T表示电力系统中性点直接接地;第二个字母N表示电气装置的外露导电部分通过与接地的电源中性点的连接而接地。系统中的接地线是通过一专用PE接地线连接在一起的。该系统中的N不允许重复接地。PE线可无限的重复接地。PE线阻抗小能将漏电电流上升为短路电流,这个电流很大,是TT 系统的5.3 倍,一旦设备出现外壳带电,熔断器的熔丝会熔断,低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸,使故障设备断电。

TN系统因使用N线和PE线的不同可以再分为为三类,但同属于三相四线制TN系统供电。

2、PE线的功能

接地是一个复杂的问题,它关系到人身和财产的安全,以及电气装置和设备功能的正常发挥,在TT系统和TN系统中均有接地,接地有两个含义:一是电气回路导体或电气设备外壳与大地的连接,另一部分是指需要接地的部分不与大地连接,而与某一导体电位作为参考电位。接地按功能又有低频和高频之分,工频属低频,在这里只讨论低频和与大地连接的接地。

系统接地的作用是使系统取得大地电位为参考电位,在系统发生一相漏电时及构成短路,不会使其他两相对地电压有相电压升高为线电压,从而降低系统对地的绝缘水平。当有高压电串入具有系统接地的低压电路时,高压电流可通过低压系统的接地返回电源,使高压继电器保护动作。

保护接地是电气装置外露导体与地电位联接的一种保护方式。在发生漏电时设备外壳对地带相电压,人体接触故障设备导电外壳时有很大危险,有保护接地后人体接触的电压仅为相电压的一部分。漏电电流可通过保护接地提供的通路返回电源,使保护器动作切断电源。PE线就是保护接地的一部分。

3、TN系统的分类

TN系统按N线和PE线在全系统中组合方式的不同分为三种:N线和PE线合一的称为TN-C系统;N线和PE线分开的称为TN-S系统;在全系统内仅在电气装置电源进线点前N线和PE线是合一的,电源进线点后即分为两根线的称为TN-C-S系统。PE线和N线合一的称为PEN线。

(1)TN-C系统

TN-C系统的PEN线兼起PE线和N线的作用,可以节省一根导线,比较经济,但以电气安全来衡量这一系统存在以下问题:

1)单相回路中当PEN线中断或导电不良时,设备金属外壳对地将带相电压,人身触击时危险性很大。

2)发生单相漏电时PEN线上通过的相线电流和故障电流在通过RCD的零序电流互感器铁芯时相互抵消,而是RCD拒动。

3)进行电气维修时,因PEN线中含有PE线而不允许被断开,所以不能用四级开关隔断中性线上可能出现的传导故障电压。

4)PEN线因通过中性线电流而产生电压降,从而使所接设备的金属外壳对地带电位,此电位可对信息技术设备产生干扰。

(2)TN-S系统

在整个TN-S系统内PE线和N线被分为两根,PE线除微量对地泄漏电流外平时不带电流,只在发生漏电故障时通过故障电流。PE线和N线在电源端相连接并且共用一个接地极。在系统内发生漏电时PE线电阻值以毫安计其阻值小,通过的是短路电流。

在系统正常运行中的PE线不允许断开,否则系统处于无接地保护状态。因此系统内的PE线只要有可能就可无限的重复接地。进行了重复接地的TN S系统具有双重保护功能:即PE断线后TN―S系统供电随机转变成TT系统供电,其系统内漏电电流比TN―S系统要小。系统中的工作中性线N不允许重复接地,这是因为:N线接地后PE线与N线在重复接地处相接,重复接地点与配电变压器工作接地点之间的接线已无PE线和N线的区别,原由N线承担的中性线电流变为由N线和PE线共同承担,并有部分电流通过重复接地点分流。这样可以认为重复接地点前侧已不存在PE线,只有由原PE线及N线并联共同组成的PEN线,原TN-S系统所具有的优点将丧失,所以不能将PE线和N线共同接地。即在TN-S系统中N线除电源中性点外,不应重复接地。TN-S系统的优点如下:

1)N线是工作中性线,正常运行时只通三相不平衡电流,对地有电压。PE线是保护线,任何情况下不许断开,也不许进入RCD,但工作中性线N可以断开也可以进入RCD。

2)TN-S系统具有双重保护功能:当PE断开TN―S系统随机转变为TT系统的PE保护方式。

3)TN-S系统中性线N不得有重复接地,否则不仅能产生散杂电流,还能使通过RCD的两线电流失去平衡,当差值达到漏电保护器电流整定值时,RCD就会动作。

4)可以在TN-S系统内局部建立TT系统,

5)PE线与地连接不通过工作电流,电位接近地电位。因此不会干扰信息技术设备,也不会对地打火,比较安全。

6)建筑物内的设备可以通过专用PE线接地,并且在建筑物内容易实现总等电位联接,所以TN-S系统适合在建筑物内供电。

(3) TN-C-S系统

TN-C-S系统中的C表示合,S表示分,即表示该系统仅在电气装置电源进线前N线和PE线是合一的,称为PEN线,电源在电气装置进线后即分为两根线(N线和PE线)。其系统的供电特征是:

1)系统电源到电气装置之间节省了一根专用的PE线。

2)PEN线上的电压降使电气装置对地电压升高△PEN 但是电气装置内有总等电位的连接,且在电源进线点后PE线即和N线分开,PE线不会产生电压降。但整个电气装置对地电位都会升高一△PEN ,升高一△PEN 后系统内电气设备金属外壳不会出现对地电位。

3)PE线与N线的电位差较小,所以TN-C-S系统对信息技术干扰较小。

4)在电源进线处PEN线必须先接PE母线排后接N线排,这是因为PE母排与N母线的联接板导电不良或断开后,设备停止工作,可及时发现故障修复,否则不易发现故障,但设备PE线已失去与PEN线的连接。

结论

以上不正确的操作行为均是对TN-S供电系统特性没有充分的认识造成的,从而导致操作行为不规范以及事故的发生。分析得出结论:①TN-S供电系统中PE线和N线只能在电源处相互连接共用一个接地极,在其余整个供电系统中PE线可无限的重复接地,N线不允许重复接地,②TN-S供电系统正常运行时PE线和N线不能相互替换和混用,PE线更不能断开;③TN-S供电系统在PE线重复接地后具有两种PE线保护功能,正常运行时是TN-S供电系统,PE线断开后是TT供电系统;③TN-S供电系统中可以部分实现TT供电系统,但必须安装漏电保护装置,否则断路器有可能不动作。

参考文献

[1] 低压电气装置的设计安装和检验:中国电力出版社

[2] 工矿企业供电:中国矿业大学出版社

[3] 工厂供电技术:天津大学出版社

作者简介

樊洪发(1978—)男,洛阳市宜阳县人,高级技师,毕业于河南省理工大学, 现在河南能源化工集团永煤公司城郊煤矿从事机电设备管理工作。endprint

TT系统

TT系统第一个符号T表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T表示负载设备金属导电部分与大地直接连接,与系统如何接地无关。该系统PE线可直接接地,系统中的N不允许重复接地。

电气设备的金属外壳带电(漏电)时,故障电流经保护接地PE线和和地电阻,所以短路电流较小,电路中的断路器(自动开关)和熔断器不一定动作。需使用漏电保护器弥补。

TT系统适用于接地保护很分散的地方。但接地装置耗材多费工时。一般用在户外供电。

TN系统

TN-S系统第一个符号T表示电力系统中性点直接接地;第二个字母N表示电气装置的外露导电部分通过与接地的电源中性点的连接而接地。系统中的接地线是通过一专用PE接地线连接在一起的。该系统中的N不允许重复接地。PE线可无限的重复接地。PE线阻抗小能将漏电电流上升为短路电流,这个电流很大,是TT 系统的5.3 倍,一旦设备出现外壳带电,熔断器的熔丝会熔断,低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸,使故障设备断电。

TN系统因使用N线和PE线的不同可以再分为为三类,但同属于三相四线制TN系统供电。

2、PE线的功能

接地是一个复杂的问题,它关系到人身和财产的安全,以及电气装置和设备功能的正常发挥,在TT系统和TN系统中均有接地,接地有两个含义:一是电气回路导体或电气设备外壳与大地的连接,另一部分是指需要接地的部分不与大地连接,而与某一导体电位作为参考电位。接地按功能又有低频和高频之分,工频属低频,在这里只讨论低频和与大地连接的接地。

系统接地的作用是使系统取得大地电位为参考电位,在系统发生一相漏电时及构成短路,不会使其他两相对地电压有相电压升高为线电压,从而降低系统对地的绝缘水平。当有高压电串入具有系统接地的低压电路时,高压电流可通过低压系统的接地返回电源,使高压继电器保护动作。

保护接地是电气装置外露导体与地电位联接的一种保护方式。在发生漏电时设备外壳对地带相电压,人体接触故障设备导电外壳时有很大危险,有保护接地后人体接触的电压仅为相电压的一部分。漏电电流可通过保护接地提供的通路返回电源,使保护器动作切断电源。PE线就是保护接地的一部分。

3、TN系统的分类

TN系统按N线和PE线在全系统中组合方式的不同分为三种:N线和PE线合一的称为TN-C系统;N线和PE线分开的称为TN-S系统;在全系统内仅在电气装置电源进线点前N线和PE线是合一的,电源进线点后即分为两根线的称为TN-C-S系统。PE线和N线合一的称为PEN线。

(1)TN-C系统

TN-C系统的PEN线兼起PE线和N线的作用,可以节省一根导线,比较经济,但以电气安全来衡量这一系统存在以下问题:

1)单相回路中当PEN线中断或导电不良时,设备金属外壳对地将带相电压,人身触击时危险性很大。

2)发生单相漏电时PEN线上通过的相线电流和故障电流在通过RCD的零序电流互感器铁芯时相互抵消,而是RCD拒动。

3)进行电气维修时,因PEN线中含有PE线而不允许被断开,所以不能用四级开关隔断中性线上可能出现的传导故障电压。

4)PEN线因通过中性线电流而产生电压降,从而使所接设备的金属外壳对地带电位,此电位可对信息技术设备产生干扰。

(2)TN-S系统

在整个TN-S系统内PE线和N线被分为两根,PE线除微量对地泄漏电流外平时不带电流,只在发生漏电故障时通过故障电流。PE线和N线在电源端相连接并且共用一个接地极。在系统内发生漏电时PE线电阻值以毫安计其阻值小,通过的是短路电流。

在系统正常运行中的PE线不允许断开,否则系统处于无接地保护状态。因此系统内的PE线只要有可能就可无限的重复接地。进行了重复接地的TN S系统具有双重保护功能:即PE断线后TN―S系统供电随机转变成TT系统供电,其系统内漏电电流比TN―S系统要小。系统中的工作中性线N不允许重复接地,这是因为:N线接地后PE线与N线在重复接地处相接,重复接地点与配电变压器工作接地点之间的接线已无PE线和N线的区别,原由N线承担的中性线电流变为由N线和PE线共同承担,并有部分电流通过重复接地点分流。这样可以认为重复接地点前侧已不存在PE线,只有由原PE线及N线并联共同组成的PEN线,原TN-S系统所具有的优点将丧失,所以不能将PE线和N线共同接地。即在TN-S系统中N线除电源中性点外,不应重复接地。TN-S系统的优点如下:

1)N线是工作中性线,正常运行时只通三相不平衡电流,对地有电压。PE线是保护线,任何情况下不许断开,也不许进入RCD,但工作中性线N可以断开也可以进入RCD。

2)TN-S系统具有双重保护功能:当PE断开TN―S系统随机转变为TT系统的PE保护方式。

3)TN-S系统中性线N不得有重复接地,否则不仅能产生散杂电流,还能使通过RCD的两线电流失去平衡,当差值达到漏电保护器电流整定值时,RCD就会动作。

4)可以在TN-S系统内局部建立TT系统,

5)PE线与地连接不通过工作电流,电位接近地电位。因此不会干扰信息技术设备,也不会对地打火,比较安全。

6)建筑物内的设备可以通过专用PE线接地,并且在建筑物内容易实现总等电位联接,所以TN-S系统适合在建筑物内供电。

(3) TN-C-S系统

TN-C-S系统中的C表示合,S表示分,即表示该系统仅在电气装置电源进线前N线和PE线是合一的,称为PEN线,电源在电气装置进线后即分为两根线(N线和PE线)。其系统的供电特征是:

1)系统电源到电气装置之间节省了一根专用的PE线。

2)PEN线上的电压降使电气装置对地电压升高△PEN 但是电气装置内有总等电位的连接,且在电源进线点后PE线即和N线分开,PE线不会产生电压降。但整个电气装置对地电位都会升高一△PEN ,升高一△PEN 后系统内电气设备金属外壳不会出现对地电位。

3)PE线与N线的电位差较小,所以TN-C-S系统对信息技术干扰较小。

4)在电源进线处PEN线必须先接PE母线排后接N线排,这是因为PE母排与N母线的联接板导电不良或断开后,设备停止工作,可及时发现故障修复,否则不易发现故障,但设备PE线已失去与PEN线的连接。

结论

以上不正确的操作行为均是对TN-S供电系统特性没有充分的认识造成的,从而导致操作行为不规范以及事故的发生。分析得出结论:①TN-S供电系统中PE线和N线只能在电源处相互连接共用一个接地极,在其余整个供电系统中PE线可无限的重复接地,N线不允许重复接地,②TN-S供电系统正常运行时PE线和N线不能相互替换和混用,PE线更不能断开;③TN-S供电系统在PE线重复接地后具有两种PE线保护功能,正常运行时是TN-S供电系统,PE线断开后是TT供电系统;③TN-S供电系统中可以部分实现TT供电系统,但必须安装漏电保护装置,否则断路器有可能不动作。

参考文献

[1] 低压电气装置的设计安装和检验:中国电力出版社

[2] 工矿企业供电:中国矿业大学出版社

[3] 工厂供电技术:天津大学出版社

作者简介

樊洪发(1978—)男,洛阳市宜阳县人,高级技师,毕业于河南省理工大学, 现在河南能源化工集团永煤公司城郊煤矿从事机电设备管理工作。endprint

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